所有大型運動服裝品牌都在研究列印高性能鞋類的可能性, 並得到材料和列印設備製造商們的支援.
阿迪達斯與美國3D列印專業公司Carbon建立了戰略合作夥伴關係, 共同製造Futurecraft 4D高性能鞋. 這個德國運動服裝品牌表示, 它使用17年來的運行數據設計新中底, 並且採用數字鞋類部件製作工藝, 免除了傳統上原型製作或模製的需要.
其所使用的Carbon的數字光合成(DLS)工藝採用了數字光投影, 透氧光學器件和液體樹脂來製造高性能且耐用的聚合物產品.
性能參數
阿迪達斯程式庫的運行數據被用來在中底設計中融入功能性考量. 這些數據的使用讓阿迪達斯設計出兼具運動, 緩震, 穩定和舒適性能的中底.
相較標準3D列印製造方法, DLS工藝據稱可以解決諸如低生產速度和規模, 表面質量差以及顏色和材料限制等問題.
中底由液體製成, 阿迪達斯說, 形成的網格有20000個單獨支撐點, 可以優化能量返還.
耐克現在也開始列印鞋面. Eluid Kipchoke在2018年維京倫敦馬拉松賽上穿著一雙3D列印TPU鞋面運動鞋取得了勝利. 該公司稱這是首次以這種方式製造高性能鞋類鞋面.
制勝之道
鞋面使用固體沉積建模製成. 這種方法中是將細絲從線圈上展開, 熔化, 然後分層鋪設. 耐克稱列印技術可以使原型製造速度比其它生產工藝快16倍.
該公司還利用這一技術將運動員特有的數據納入紡織品幾何學. 耐克使用從運動員身上獲得的數據, 並分析這些數據以確認材料的理想組成. 該分析會用於設計紡織品.
該公司稱, 3D列印紡織品比傳統機織面料更具動感. 這是因為經線和緯線交織在一起.
該公司表示, 'Flyprint紡織品的優勢體現在材料的融合特性上. 在針織或機織紡織品中, 交織的包覆紗和緯紗之間存在摩擦阻力. 而在列印紡織品中, 更可能實現精確協調控制. '
它還補充說, 3D列印紡織品比早期織品 '更輕, 更透氣' .
快速發展
Kipchoge腳上的Zoom Vaporfly Elite Flyprint的設計基於他對自己在2017年柏林馬拉松賽上穿的鞋子的反饋. 他在2018年倫敦馬拉松穿的鞋子比起第一次要輕上11克.
銳步的液體工廠工藝於2016年推出, 使用軟體和機器人技術以三維方式繪製鞋子. 巴斯夫為銳步製造的液態聚氨酯材料被用於精確地在三維平面上繪製鞋子的部件.
採用這種聚氨酯系統製成的液體流速鞋可以直接製作大底, 而非通過模具再單獨製造大底. 一經吸收, 材料就會開始固化. 大底側邊有 '翅膀' 環繞, 為整個腳提供更加定製化的貼合感和更好的支撐.
提高性能
新百倫與同樣位于波士頓的3D列印專業公司Formlabs在2017年簽署協議, 實施更大規模的3D列印. 這兩家公司正在開發鞋類專用材料和印表機, 用於製造能提高運動員表現的產品. 其光固化列印Form 2為列印工藝提供動力.
這已經不是新百倫首次涉足3D列印: 早在2013年, Jack Bolas就成為第一位穿上使用定製3D列印技術製成的釘鞋進行競爭的田徑運動員. 為了完成設計, 新百倫使用測力板, 鞋內感測器和運動捕捉系統來類比賽事, 從而獲取個體生物力學數據.
這個最初的3D列印項目引發了後續進一步研究中底所需的軟質部件定製列印. 新百倫於2016年推出Zante Generate, 並稱這是首款全長3D列印中底. 它使用3D 系統的DuraForm TPU彈性體雷射燒結粉末, 用於選擇性雷射燒結製造工藝, 從而逐層製造中底. 最後得到的產物是一個具有複雜蜂窩結構的中底, 新百倫稱其在靈活性, 強度, 重量和耐久性方面取得 '最佳平衡' .
粘合在一起
3D列印鞋底和鞋面製成後仍必須粘合在一起. 根據Atom Lab的說法, 鞋機製造商Atom的研發裝置在技術領域遇到最具挑戰性的一步是將大底與鞋面粘合. 該公司已與科思創合作開發一種工藝, 通過數字列印將粘合劑的聚氨酯原材料應用到鞋底或鞋面上.
Atom使用熔絲製造熱熔層技術的一種變體來施加粘合劑. 首先熔化可熔融加工粘合劑的細絲, 然後根據數字列印布局施加熔融粘合劑, 接著施加壓力將鞋底連接到鞋面上, 從而在兩者之間建立牢固且永久的粘合劑粘合.
根據Atom的說法, 這種使用粘合劑長絲的應用既快速又高效. 精確和可重複性佳, 適用於吸收性基地. 使用的是實心長絲, 因此不需要額外乾燥過程.
另外, 粘合劑由熔體施加並被預激活. 如果放置時間足夠長, 則不需要預先加熱激活, 可以節省了兩個加工步驟.
雖然目前仍處於早期階段, 開發重點放在高端限量版產品上, 但是這些項目清楚表明, 聚氨酯材料的發展潛力可能會使得大規模實施增材製造在運動服裝市場成為現實.